fbpx

Equipe de Astrônomos e Frota de Telescópios Espaciais Revelam Segredos de Buraco Negro Turbulento


Buracos negros supermassivos no coração de galáxias ativas engolem grandes quantidades de gás. Durante esse banquete eles derramam muita de sua “comida”, que é descarregada em turbulentas explosões. Uma equipe internacional de astrônomos revelou algumas feições impressionantes de uma dessas explosões ao redor de um buraco negro supermassivo em uma galáxia distante. Eles descobriram uma coroa conversora muito quente flutuando acima do buraco negro e projéteis de gás frio em um gás mais quente e difuso, que atingem velocidades superiores a 700 km/s.

Diferente da crença popular, nem toda a matéria ao redor do buraco negro é sugada para dentro dele. 

Um disco de gás que não cai dentro do buraco negro se forma ao seu redor. Na jornada em direção ao centro do buraco negro, o gás e a poeira emitem grandes quantidades de radiação em forma de raios-X e ultravioleta. Essa radiação pode ser tão forte que ela diverge uma parte do gás que está fluindo. Isso gera ventos com velocidades superiores a algumas centenas de km/s. Uma equipe internacional de astrônomos liderada pelo Dr. Jelle Kaastra do SRON Netherlands Institute for Space Research, teve a oportunidade de observar e mapear esse ambiente extremo que existe ao redor de um dos maiores buracos negros supermassivos conhecido. Esse buraco negro mostruoso, localiza-se na distante galáxia Markarian 509, tem uma massa de 300 milhões de vezes a massa do Sol.

O buraco negro da Markarian 509 é envolto por um disco de gás brilhante na luz ultravioleta. Essa emissão varia de modo sincronizado com as emissões observadas na parte final inferior da banda de raios-X, algumas 100 vezes mais energético do que a luz visível. “A única maneira de explicar isso é pela presença de um gás mais quente que o que está no disco, ou seja, a presença de uma então chamada coroa acima do disco”, explica Jelle Kaastra. “Essa coroa absorve e processa novamente a luz ultravioleta do disco, energizando-a e convertendo-a em raios-X. Para isso é necessário uma temperatura de alguns milhões de graus. Usando cinco telescópios espaciais, que nos deram a chance de observar a área com detalhes sem precedentes, nós descobrimos uma coroa de gás muito quente flutuando acima do disco. Essa descoberta nos permite explicar coisas estranhas que temos observados em algumas galáxias ativas”.

O espectro de raios-X obtido com o Reflection Grating Spectrometer (RGS) do telescópio espacial XMM-Newton é o melhor já obtido para um sistema desse tipo. Ele revela detalhes nunca antes observados desse ambiente extremo e gasoso. Pela primeira vez foi possível mostrar que o fluxo consiste de no mínimo cinco componentes com temperaturas variando entre 20000 até um milhão de graus. O soberbo espectro ultravioleta obtido pelo Cosmic Origins Spectrograph do Telescópio Espacial Hubble revela que o gás mais frio na linha de visada em direção a Markarian 509 tem 14 diferentes componentes de velocidade em vários locais nas partes mais internas dessa galáxia. Desses somente sete foram identificados.

As medidas combinadas de raios-X e de ultravioleta demonstram que a maior parte visível do fluxo de gás tem origem em um torus de gás empoeirado ao redor da região central a mais de 15 anos-luz de distância do buraco negro. Esse fluxo consiste de densas bolhas frias ou de projéteis de gás mergulhado em um gás mais quente e difuso. “Mesmo a uma distância de 15 anos-luz, a energia lançada perto do buraco negro administra o fluxo de gás do torus empoeirado que envolve o disco do gás”, diz Kaastra.

Mais distante, em direção ao exterior, as assinaturas do gás interestelar da galáxia hospedeira são observadas. Esse gás é fortemente ionizado pela fonte de raios-X central, átomos que tem parte ou a maioria de seus elétrons arrancados quando são iluminados pelo poderoso fluxo de raios-X. Mesmo distante, a uma centena de milhares de anos-luz, o raio-X brilha através do gás caindo em direção à Markarian 509 a uma velocidade de 200 km/s. Esse gás pode apontar para uma colisão com uma galáxia menor no passado, que pode ter assim disparado a atividade da Markarian 509.

Cinco grandes telescópios espaciais estiveram envolvidos em uma campanha de centenas de dias que aconteceu em 2009. O coração da campanha consistiu de repetidas observações na luz visível, no raio-X e no raio gama, usando os satélites da ESA, o XMM-Newton e o INTEGRAL, que monitoraram a Markarian 509 por seis semanas. Esse monitoramento foi seguido por observações de longo prazo feitas com o satélite de raios-X Chandra da NASA, usando o Low Energy Transmission Grating, e com o Telescópio Espacial Hubble também da NASA usando o novo Cosmic Origins Spectrograph. Antes dessas observações pequenas imagens para monitorar o comportamento da fonte em todos os comprimentos de onda foram feitas com o satélite Swift.

O esforço combinado de todos esses instrumentos e dos astrônomos deu uma ideia nunca antes alcançada sobre o interior de uma galáxia ativa. Bem no meio da campanha, pôde-se observar uma explosão da fonte. As mudanças físicas ocorridas devido a essa explosão puderam ser seguidas pelo espectro eletromagnético da luz visível até os raios-X.

Fonte:

http://www.sron.nl/index.php?option=com_content&task=view&id=3277&Itemid=754


Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

Veja todos os posts

Arquivo

Instagram

Instagram has returned empty data. Please authorize your Instagram account in the plugin settings .